FI125229B - Laitteisto lietteen nesteen ja kiintoaineen erottamiseksi toisistaan - Google Patents

Description

LAITTEISTO LIETTEEN NESTEEN JA KIINTOAINEEN EROTTAMISEKSI TOISISTAAN

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa esitetty laitteisto lietteen nesteen ja kiintoaineen erottamiseksi toisistaan. Tämän keksinnön mukaista laitteistoa voidaan käyttää kaikenlaisen lietteen sisältämän nesteen ja kiintoaineen erotukseen toisistaan, ja erityisen hyvin keksinnön mukainen laitteisto soveltuu maataloustuotannossa syntyvän lietteen, eli lietelannan sisältämän nesteen ja kiintoaineen erotukseen toisistaan. Lietelannalla tarkoitetaan pääasiassa karjasuojassa, esimerkiksi navetassa tai pihatossa syntynyttä karjan ulosteen ja virtsan muodostamaa seosta, jossa on lisäksi erilaisia kuiva-tai kiintoaineita, kuten heiniä ja olkia, joita käytetään esimerkiksi rehuna ja kuivikkeena.

Karjasuojissa on yleensä yksi kokoojakuilu, johon eläinten kaikki lanta ja virtsa, eli lietelanta johdetaan yhdestä tai useammasta karjasuojan osastokuilusta. Koska lietelannan sekaan menee aina jonkin verran edellä mainittuja kiintoaineita, eli rehua tai kuiviketta, on tärkeää, että lietteestä voidaan erottaa neste ja kiintoaine toisistaan mahdollisimman aikaisessa vaiheessa.

Tunnetun tekniikan mukaisesti lietteen sisältämän nesteen ja kiintoaineiden erottaminen toisistaan on tehty erotuslaitteis-tossa, jossa on lieriömäisen, reisillä varustetun seularummun sisällä pyörivä puristinruuvi, jolla lietemassaa puristetaan seularummussa niin, että neste erottuu seularummun vaipan reikien läpi omaan keruualtaaseensa ja kiintoaine erottuu puris-tinruuvin kuljettamana omaan keruupaikkaansa. Yksi tällainen lietteen erotuslaitteisto on esitetty muun muassa US-patentti-julkaisussa nro US5,653,879.

Epäkohtana edellä mainitun US-patenttijulkaisun mukaisessa erotuslaitteessa ja muissa saman tyyppisissä tunnetun teknii- kan mukaisissa erotuslaitteissa on se, että nestettä sisältävässä lietteessä edellä mainitut kiintoaineet, kuten heinät ja oljet sekä muut navetan lantakouruun joutuvat kiintoaineet kasaantuvat herkästi suuriksi ja sitkeiksi paakuiksi sekä kasoiksi, jotka kiertyvät puristinruuvin alkupään eli vetopään ympärille, jolloin lietteen sisäänmeno erotuslaitteeseen heik-kenee ja erotuslaitteiston kapasiteetti sekä toimintavarmuus huononee. Tämä lisää myös erotuslaitteiston puhdistustarvetta ja sitoo siten työvoimaa. Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut epäkohdat sekä aikaansaada yksinkertainen ja edullinen sekä samalla toimintavarma laitteisto lietteen sisältämän nesteen ja kiintoaineen erottamiseksi toisistaan. Tarkoituksena on myös saada aikaan laitteisto nesteen erottamiseksi lietteestä, jossa pääosin kiintoaineista koostuvat sitkeät paakut ja kasat saadaan helposti rikottua puristinruuvin alkupäässä niin, että ne eivät tuki erotuslaitteistoa eivätkä aiheuta siten aiheuta erotuslaitteiston erotuskapasiteetin heikkenemistä. Lisäksi tarkoituksena on saada aikaan laitteisto nesteen erottamiseksi lietteestä, jossa erottelulaitteisto on asennettu suoraan karjasuojan lietteen kokoojakuilun yhteyteen lietteen sisältämän nesteen ja kuiva-aineen erottamiseksi toistaan mahdollisimman aikaisessa vaiheessa. Keksinnön mukaiselle laitteistolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tun-nusmerkkiosassa. Keksinnön muille sovellutusmuodoille on tunnusomaista se, mitä on esitetty muissa patenttivaatimuksissa.

Keksinnön mukaisen laitteiston etuna on muun muassa se, että laitteiston kapasiteettia heikentävien, kiintoaineista koostuvien paakkujen ja kasojen hajottamisen ansiosta heti puris-tinruuvin alkupäässä laitteiston toimintavarmuus ja kapasiteetti pysyvät hyvänä pitkään ja laitteiston puhdistamistarve on pieni, jolloin laitteistolla saavutetaan erittäin hyvä ja tehokas käyttöaste. Etuna on myös se, että lietteen erotus tehdään keksinnön mukaisella laitteistolla suoraan karjasuojan kokoojakuilusta. Tällöin liete on erotusvaiheessa mahdollisimman tasalaatuista, joka parantaa erotustulosta ja kapa siteettia, ja mahdollistaa myös erotuksen automatisoinnin. Etuna on myös se, että keksinnön mukainen erotuslaitteisto on edullinen, koska tunnetun tekniikan mukaista erillistä lietteen syöttöpumppua ei tarvita, sillä kokoojakuilussa oleva puristinruuvi vetää eroteltavan lietteen suoraan erotuslait-teistoon, ja lisäksi eroteltu neste valuu omalla paineellaan lietenesteen kokoojasäiliöön. Yhtenä etuna on vielä se, että kun lietteen erottelu suoritetaan jo kokoojakuilussa, saadaan pelkkä neste kokoojasäiliöön, mikä helpottaa jatkokäsittelyä, sillä esimerkiksi erotellun nesteen ajoon ei tarvita erillistä multauslaitetta. Lisäksi kokoojasäiliössä olevan nesteen sekoitustarve jää pois, koska nesteen seassa ei ole kuiva-ainetta, joka on erotettu pois jo karjasuojan kokoojakuilun yhteydessä.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin yhden edullisen sovellutusesimerkin avulla viittaamalla oheisiin yksinkertaistettuihin ja kaaviollisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää kaaviollisesti ja yksinkertaistettuna sekä päältä katsottuna kaaviokuvaa karjasuojasta, jonka yhteydessä on keksinnön mukainen lietteen erotus-laitteisto, kuvio 2 esittää päältä katsottuna ja yksinkertaistettuna sekä kaaviollisesti yhtä keksinnön mukaista laitteistoa lietteen nesteen ja kiintoaineen erottamiseksi toisistaan, kuvio 3 esittää sivulta katsottuna ja yksinkertaistettuna sekä kaaviollisesti kuvion 2 mukaista laitteistoa lietteen nesteen ja kiintoaineen erottamiseksi toisistaan, kuvio 4 esittää sivulta katsottuna ja keskeltä halkilei- kattuna keksinnön mukaisen laitteiston puristin-ruuvin ensimmäisen pään yhteydessä olevaa vastin-elementtiä, kuvio 5 esittää päältä katsottuna keksinnön mukaisen lait teiston puristinruuvin ensimmäisen pään yhteydessä olevaa vastinelementtiä, kuvio 6 esittää edestä katsottuna keksinnön mukaisen lait teiston puristinruuvin ensimmäisen pään yhteydessä olevaa vastinelementtiä ja kuvio 7 esittää sivulta katsottuna ja suurennettuna kek sinnön mukaisessa laitteistossa olevaa puristin-ruuvin ensimmäistä päätä, eli vetopäätä.

Kuviossa 1 on esitetty kaaviollisesti ja yksinkertaistettuna sekä päältä katsottuna kaaviokuvaa karjasuojasta 1, esimerkiksi navetasta tai pihatosta, jonka yhteydessä on keksinnön mukainen lietteen erotuslaitteisto 4. Lietelannan keräämistä ja kuljettamista varten karjasuojan 1 lattiassa on joukko karjasuojan 1 pituussuuntaisia osastokuiluja 2 ja esimerkiksi yksi karjasuojan 1 poikittaissuuntaisen kokoojakuilu 3, johon osastokuilut 2 ovat yhteydessä. Kokoojakuilun 3 yhteyteen, sopivasti kokoojakuilun 3 yhteen päähän, on sijoitettu karjasuojasta 1 tulevan lietteen sisältämän nesteen ja kiintoaineen erotuslaitteisto 4, josta on johdettu nesteputki 5 kokoo j asäiliöön 6 lietteen sisältämän nesteen varastoimiseksi. Lisäksi erotuslaitteiston 4 toisen pään yhteyteen on sijoitettu ruuvikuljetin 7 tai vastaava rakenne lietteestä erotetun kiintoaineen eli kuiva-aineen kuljettamiseksi varasto-alustalleen 8 .

Kuvioissa 2 ja 3 on esitetty yksityiskohtaisemmin ja suurennettuna sekä osittain leikattuna yhtä keksinnön mukaista ero-tuslaitteistoa 4 nesteen erottamiseksi lietteestä. Kuviossa 2 erotuslaitteisto 4 on esitetty päältä katsottuna ilman kam-miotilojen 4a, 4b kantta ja kuviossa 3 erotuslaitteisto 4 on esitetty sivulta katsottuna ja osittain leikattuna.

Erotuslaitteistoon 4 kuuluu ainakin nesteenerotuskammio 4a, kuiva-ainekammio 4b, seulaputki 9, seulaputkessa 9 moottorin 13 avulla pyöritettävä puristinruuvi 10 ja välineet 11 lietteessä olevien heinien, olkien ja muun kiintoaineen leikkaamiseksi pienempiin osiin ennen lietteen sisältämän nesteen ja kiintoaineen erottamista, sekä lietteestä erotetun nesteen välisäiliö 15 ja lietteestä erotetun kiinto- eli kuiva-aineen poistokuljetin 7, josta kuviossa 2 näkyy kaaviollisesti vain poistokuljettimen 7 alkupään sijaintikohta.

Erotuslaitteiston 4 nesteenerotuskammio 4a ja kuiva-ainekam-mio 4b ovat keskenään peräkkäin ja erotettu toisistaan väliseinällä 4c. Erotuslaitteisto 4 on kiinnitetty ensimmäisestä päästään eli nesteenerotuskammion 4a ensimmäisestä päästä karjasuojan 1 kokoojakuilun 3 toiseen päähän patolevyn 3a välityksellä. Patolevyn 3a ansiosta saadaan lietepinta nousemaan kokoojakuilussa 3 ja erotus voidaan tehdä jo mahdollisimman aikaisessa vaiheessa, mikä parantaa saatavan kuiva-aineen laatua.

Nesteenerotuskammion 4a pohjassa on aukko 14 lietteestä erotetun nesteen johtamiseksi erotuslaitteiston 4 alla olevaan välisäiliöön 15, josta johtaa edelleen nesteputki 5 lietenes-teen kokoojasäiliöön 6.

Lisäksi nesteenerotuskammiossa 4a on jo aikaisemmin mainittu, reisillä varustettu seulaputki 9, jonka sisälle puristinruuvi 10 on sijoitettu siten, että puristinruuvin 10 ensimmäinen pää 10a, eli vetopää on ulottuu nesteenerotuskammion 4a ensimmäisen päädyn ulkopuolelle. Seulaputki 9 on tiivistetty nesteenpitäväksi nesteenerotuskammion 4a kummassakin päädyssä. Patolevyssä 3a on läpimenoreikä puristinruuvin 10 veto-päätä 10a varten, jonka reiän kautta puristinruuvin 10 vetopää 10a on sijoitettu suoraan karjasuojan 1 kokoojakuiluun 3 patolevyn 3a läpi. Toisiaan vasten olevan patolevyn 3a ulkopinnan ja nesteenerotuskammion 4a päätypinnan välissä on tarvittava tiivistys. Puristinruuvin 10 vetopään 10a ympärille kokoojakuiluun 3 on sijoitettu perusmuodoltaan lieriömäinen, leikkuuvasteena toimiva vastinelementti 11a, jonka rakennetta on selitetty tarkemmin jäljempänä kuvioissa 4-6.

Seulaputken 9 toinen pää on tiivistetty väliseinää 4c vasten joustavalla, esimerkiksi luonnonkumista valmistetulla, tiiviste-elementtinä toimivalla tiivistelaipalla 12, jossa on puristinruuvin 10 toisen pään 10b halkaisijaa pienempi keski- reikä, jonka läpi puristinruuvin 10 toinen pää 10b ulottuu kuiva-ainekammion 4b puolelle. Lisäksi väliseinässä 4c on puristinruuvin 10 toisen pään 10b läpimenoa varten toisen pään 10b halkaisijaa suurempi reikä 4d, josta kuiva-aine puristuu puristinruuvin 10 pyöriessä ulos kuiva-ainekammioon 4b. Seularummun 9 sisähalkaisijaa pienempi reikä 4d ja joustava tiivistelaippa 12 mahdollistavat lietenesteen erotuspai-neen, jolloin neste puristuu ulos seularummun 9 reisistä ja kuiva-aine puristuu, joustavan laipan 12 antaessa periksi, reiän 4d läpi kuiva-ainekammioon 4b. Kuiva-ainekammiossa 4b on puristinruuvin 10 toisen pään 10b alapuolella ruuvikuljet-timen 7 ensimmäinen pää, jonka kohdalle lietteestä erotettu kuiva-aine putoaa ruuvikuljettimella pois vietäväksi.

Kuvioissa 4-6 on esitetty leikkuuvasteena toimivaa vastinele-menttiä 11a yksityiskohtaisemmin ja eri suunnista. Vastinele-mentti 11a on perusmuodoltaan lieriömäinen sylinteri, jonka toisessa päässä on puristinruuvin 10 läpimenoreiällä 21 varustettu kiinnityslaippa 16, jonka avulla vastinelementti 11a on kiinnitetty seularummun 9 ensimmäiseen päähän. Vastinele-mentti 11a sijoitetaan patolevyssä 3a olevan kartiomaisen reiän läpi kokoojakuiluun 3 yhdessä puristinruuvin 10 ensimmäisen pään 10a kanssa. Vastinelementin 11a läpimenokohta patolevyssä 3a on tiivistetty lietteen pitäväksi.

Vastinelementin 11a ensimmäisessä päässä, vastinelementin 11a lieriöpinnassa on kaksi keskenään olennaisesti samanlaista lietteensyöttöaukkoa 18, joista ensimmäinen on vastinelemen-tin 11a yläreunassa ja toinen on vastinelementin 11a alareunassa. Syöttöaukot 18 aukeavat kohti vastinelementin 11a ensimmäistä päätä ja kapenevat kaarevasti kohti vastinelementin 11a toista päätä sekä sulkeutuvat ennen vastinelementin 11a toista päätä. Näin syöttöaukkojen 18 kaarevat, teräväreunai-set kyljet muodostavat leikkuureunat 18a, jotka vastaavat puristinruuvin 10 vetopään 10a leikkaaviin kierteisiin. Vastin-elementin 11a ensimmäisessä päässä on lisäksi päätylevy 19, jonka sisäpinnassa on laakeripesänä toimiva syvennys 20 puristinruuvin 10 ensimmäisessä päässä 10a olevaa tukilaakeria varten. Vastinelementin 11a toisessa päässä on osa ehjää lie-riöpintaa 17.

Kuviossa 7 on esitetty sivulta katsottuna ja suurennettuna keksinnön mukaisessa erotuslaitteistossa 4 olevaa puristin-ruuvin 10 ensimmäistä päätä 10a, eli vetopäätä. Puristinruu-viin 10 kuuluu tankomainen runko-osa 22, jonka ensimmäisessä päässä on lieriöosa 24 puristinruuvin 10 ensimmäisen pään 10a laakerointia varten. Runko-osaa 22 kiertäväksi on sovitettu esimerkiksi kierukkamainen ruuvikierre 23, joka on järjestetty kuljettamaan lietettä puristinruuvin 10 ensimmäisestä päästä 10a kohti puristinruuvin 10 toista päätä 10b puristin-ruuvia 10 pyöritettäessä. Ruuvikierteessä 23 on varsinainen, koko ruuvikierteen 23 pituinen kierreosa 23a, joka kuljettaa lietettä, ja ainakin puristinruuvin 10 ensimmäisessä päässä 10a kierreosan 23a ulkoreunassa on leikkuuterä 23b, jossa on teroitettu leikkuureuna 25. Leikkuuterä 23b ja sen teroitettu leikkuureuna 25 on sovitettu alkamaan puristinruuvin 10 ensimmäisestä päästä ja suuntautumaan kohti puristinruuvin 10 toista päätä 10b. Leikkuuterä 23b ei siis välttämättä ulotu puristinruuvin 10 koko kierreosan pituudelle, vaan riittää, kun leikkuuteräosuuden 23b pituus on sellainen, että leikkuu-terä 23b ja sen teroitettu reuna 25 ovat esimerkiksi koko matkan vain olennaisesti vastinelementin 11a sisällä. Näin leikkuuteräosuuden 23b pituus on olennaisesti sama kuin vas-tinelementin 11a lieriöosan keskiakselin suuntainen pituus. Leikkuuterä 23b on poikkileikkauksessaan lattamainen ja terän leikkuureunassa 25 teroitusviiste on puristinruuvin 10 keskiakselin puolella eli leikkuuterän 23b sisäpinnassa. Leikkuuteräosuuden 23b kierteestä voidaan käyttää myös nimitystä leikkaava kuppikierre tai lattakierre.

Keksinnön mukainen ratkaisu toimii siten, että puristinruuvin 10 pyöriessä kuppimainen leikkuuterä 23b vetää lietettä ko-koojakuilusta 3 syöttöaukkojen 18 läpi seulaputken 9 sisään, ja jos puristinruuvin 10 alkupäähän 10a pyrkii kiertymään esimerkiksi heiniä tai olkia, leikkuuterän 23b terävä leikkuureuna 25 leikkaa nämä irti syöttöaukkojen 18 leikkuureuno- ja 18a vasten. Tällöin heinät ja oljet eivät pääse muodostamaan paakkuja tai kasojen puristinruuvin 10 alkupäähän 10a eivätkä näin pääse estämään lietteen pääsyä seulaputkeen 9.

Ruuvikierre 23 ja sen alkupään leikkuuterä 23b yhdessä vas-tinelementin 11a ja sen syöttöaukkojen 18 sekä syöttöaukkojen 18 leikkuureunojen 18a kanssa muodostavat välineet 11, joilla hajotetaan pitkät heinät ja oljet sekä heinien, olkien ja muun vastaavan kiintoaineen muodostamat paakut ja kasat pienempiin osiin puristinruuvin 10 alkupäässä 10a ennen lietteen sisältämän nesteen ja kiintoaineen erottamista toisistaan.

Edellä esitetyt erilaiset ratkaisut ja piirteet voivat olla keksinnöllisinä piirteinä yhden tai useamman keksinnön muun piirteen kanssa.

Alan ammattimiehelle on selvää, ettei keksintö rajoitu yksinomaan edellä esitettyihin esimerkkeihin, vaan voi vaihdella jäljempänä esitettävien patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä esimerkiksi erotuslaitteiston ja sen komponenttien rakenne ja muoto voivat olla erilaisiakin kuin edellä on esitetty.

Alan ammattimiehelle on myös selvää, että keksinnön mukainen laitteisto soveltuu muunkin lietteen kuin maataloudessa syntyvän lietteen erotukseen. Tällöin puristinruuvin alkupää vas-tinelementteineen ei ole karjasuojan kokoojakuilussa, vaan jossakin muussa lietettä sisältävässä tilassa tai sellaisessa tilassa, johon lietettä syötetään erotuksen aikana.

Claims (6)

1. Laitteisto lietteen sisältämän nesteen ja kiintoaineen erottamiseksi toisistaan, johon laitteistoon (4) kuuluu ainakin seulaputki (9) ja seulaputkessa (9) toimilaitteen (13), kuten moottorin avulla pyöritettävä puristinruuvi (10), ja että laitteistossa on välineet (11) lietteessä olevien kiintoaineiden leikkaamiseksi pienempiin osiin ennen lietteen sisältämän nesteen ja kiintoaineen erottamista toisistaan, tunnettu siitä, että välineet (11) on sovitettu puristinruuvin (10) ensimmäiseen päähän (10a), joka on järjestetty sijoitettavaksi lietettä sisältävään tilaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että välineet (11) käsittävät ainakin puristinruuvin (10) ensimmäisessä päässä (10a) olevan, ruuvikierteen (23) kierre-osaan (23a) yhdistetyn leikkuuterän (23b) ja leikkuuterän (23b) vastinelementin (11a), joka on sijoitettu puristinruuvin (10) ensimmäiseen päähän (10a) leikkuuterän (23b) päälle.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että vastinelementissä (11a) on yksi tai useampi lietteensyöt-töaukko (18), jossa on ainakin yksi leikkuureuna (18a).

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että leikkuuterä (23b) ulottuu kierreosasta (23a) kohti puristinruuvin (10) toista päätä, ja leikkuuterässä (23b) on teroitettu leikkuureuna (25), joka on sovitettu leikkuukoske-tukseen vastinelementin (11a) lietteensyöttöaukkojen (18) leikkuureunojen (18a) kanssa.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 2-4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että leikkuuterän (23b) käsittävä kierreosuus puristinruuvin (10) ensimmäisessä päässä (10a) ulottuu puristinruuvin (10) ensimmäisestä päästä (10a) kohti puristinruuvin (10) toista päätä (10b) matkan, joka on olennaisesti yhtä suuri kuin vastinelementin (11a) lieriöosan kes-kiakselin suuntainen pituus.

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 2-5 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että puristinruuvin (10) ensimmäinen pää (10a) ja vastinelementti (11a) on järjestetty sijoitettavaksi karjasuojan (1) lietteen kokoojakuiluun (3) lietteessä olevien heinien, olkien ja muun kiintoaineen leikkaamiseksi pienempiin osiin ennen lietteen sisältämän nesteen ja kiintoaineen erottamista toisistaan.